高超聲速風洞是指風洞實驗段氣流的馬赫數M在5~14之間的風洞。 JF12激波風洞項目于2008年1月啟動,是8個國家重大科研裝備研制項目之一,耗資4600萬元,2012年5月順利通過驗收。這是一個典型的自主創新的實驗設備,以中國獨創的反向爆轟驅動方法為核心,克服了自由活塞驅動技術的弱點,集成了五大關鍵創新技術,設計、加工、建造及調試工作均由中國人負責,安裝調試工作歷時兩年,取得了一次性安裝、調試、驗收合格、獲得試驗結果的成就。 JF12激波風洞主體為半人多高、金屬質地、時粗時細、隔一段換一種顏色的“金屬長管子”,在國際同行眼里是個“超級巨龍”,265米的管長使之得以提供較國外同類風洞更長的實驗時間。據中科院力學所JF12激波風洞研發團隊負責人姜宗林介紹,在建造主體時,JF12項目組首創了超高壓、大口徑合金鋼管設計技術和超高壓爆轟段夾膜機設計技術,并與北方重工合作突破了高強度合金鋼管大口徑深孔加工技術。 據介紹,JF12激波風洞整體性能優于國外同類產品,可復現25至40公里高空、5到9倍聲速的高超聲速飛行條件。姜宗林稱,“高超聲速發動機需要的實驗時間至少需要60到70毫秒,我們已經能做到100毫秒,國外的相關風洞大約為30毫秒。我們的噴管直徑可達2.5米,實驗艙直徑3.5米,都明顯優于國外同類風洞。JF12激波風洞里的‘風’,速度最高可達Ma 9,溫度可達3000攝氏度左右,真可以說是個‘超級風洞’。Ma 9意味著,從北京到紐約的飛行時間,可以由現在的14小時縮短到2小時。” 研發高超聲速飛行器離不開超級風洞 風洞代表了一個國家的航空航天基礎研究水平,是飛行器的“搖籃”,一架飛機的發動機、氣動布局,必須在風洞里進行成千上萬次試驗后才敢上天。高超聲速風洞是指風洞實驗段氣流的馬赫數M在5至14之間的風洞,JF12激波風洞馬赫數則在5到9之間,這種風洞主要用于導彈、人造衛星、航天飛機的模型實驗。中國研制9倍音速風洞,明確表示目前對空天飛行器和高超聲速導彈的研制需求,因為普通火箭即便沒有9倍音速風洞也可以研制。 如果高超聲速技術用于航天領域,就能夠使航天飛行器實現重復使用,屆時太空天地往返費用將降至目前的千分之一;如果用于航空,目前的超聲速飛機將被高超聲速飛機所替代,這種飛行器超過5倍聲速,兩小時內可全球到達。但高超聲速飛行器的超燃發動機研發卻是個大難題:馬赫數達到9時,對于飛機發動機點火而言,就像在龍卷風中點燃一根火柴,還要保證它持續燃燒。 據姜宗林稱,要突破吸氣式高超聲速空間飛行器的關鍵技術,就需要進行大量地面實驗,風洞氣流要滿足馬赫數8(即8倍聲速)以上速度,而且兼有大尺度和模擬發動機燃燒的一體化實驗能力。JF12激波風洞堪稱迄今為止世界上性能最先進的高超聲速氣動試驗裝置。姜宗林指出,利用該風洞就能夠復現“龍卷風”的狀態。 |
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